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Die
Erfindung betrifft eine Magnetanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs
1 angegebenen Gattung.
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Magnetanordnungen
dieser Art dienen bei einem Magnetschwebefahrzeug beispielsweise
der Funktion "Tragen". Sie weisen zu diesem
Zweck einen Magnetrücken
auf, der über
Primärfedern
an Gestellbügeln
hängt,
die ihrerseits an einem Schweberahmen für einen Wagenkasten des Magnetschwebefahrzeugs
befestigt sind. Dabei ist der mechanische Aufbau so gewählt, daß an den
Längsenden
der Schweberahmen je zwei, an unterschiedlichen Magnetanordnungen
befestigte Gestellbügel
vorgesehen sind. Die Magnetanordnungen weisen dabei zwölf Magnetpole
auf, die in zwei Gruppen zu je sechs Magnetpolen zusammengefaßt sind,
so daß je
sechs Magnetpole einen sog. Halbmagneten bilden. Die Wicklungen
der Magnetpole jeder Gruppe werden durch je einen Regelkreis so
mit Strom versorgt, daß der
Tragspalt zwischen der Magnetanordnung und dem Fahrweg beim Betrieb
des Magnetschwebefahrzeugs stets konstant bleibt.
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Die
Aufteilung der Magnetpole in zwei Gruppen dient der Erzielung einer
ausreichenden Redundanz. Ein Ausfall eines Halbmagneten hat nicht
automatisch einen Ausfall der gesamten Magnetanordnung zur Folge.
Vielmehr kann ein Absinken des Wagen kastens auf den Fahrweg dadurch
verhindert werden, daß der
Strom durch die Wicklungen eines benachbarten Halbmagneten entsprechend
vergrößert wird.
Eine solche Steuerung wird jedoch mit zwei Nachteilen verkauft.
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Ein
erster Nachteil der gruppenweisen Zusammenfassung von je sechs Magnetpolen
besteht darin, daß in
den Regelkreisen vergleichsweise hohe Spannungen auftreten können, deren
Spitzen gegenüber
Betriebsspannungen von z. B. 440 V im Kilovoltbereich liegen können. Da
die Wicklungen in der Regel aus Leitungsbändern hergestellt werden, entstehen
zwischen den einzelnen Lagen sowie zwischen diesen und den Kernen
parazitäre
Kapazitäten,
die mit den Induktivitäten
der Wicklungen elektrische Schwingkreise bilden. Diese haben zur
Folge, daß bei
Anregung der Magnetanordnungen Resonanzschwingungen auftreten, die
zu den genannten starken Spannungsüberhöhungen führen und nicht reparable Isolationsschäden in den
Wicklungen verursachen können.
Ein zweiter Nachteil ist, daß die
Regelkreise mit besonderen Sicherheitseinrichtungen versehen werden
müssen,
die beim fehlerhaften Verhalten irgendeines Stellgliedes oder dessen
Ansteuerung verhindern, daß die
zugeordnete Gruppe von Magnetpolen an den Fahrweg anschlägt.
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Ausgehend
davon besteht das von der Erfindung zu lösende technische Problem darin,
die Magnetanordnung der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden,
daß Isolationsschäden sicher
vermieden werden und keine Sicherungseinrichtungen mehr erforderlich
sind.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs
1.
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Die
Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die Regelschaltung so aufgebaut
werden kann, daß die
Stellglieder direkt an den parasitären Kapazitäten angreifen und damit schädliche Resonanzschwingungen
weitgehend vermieden werden. Vorteilhaft ist ferner, daß eine defekte
Regelschaltung selbst dann, wenn ihr Stellglied die zugehörige Wicklung
mit maximal möglichen
Strom beaufschlagt, keinen Anschlag der zugehörigen Magnetanordnung an den Fahrweg
zur Folge haben kann. Dies wird vielmehr durch die Wirkung der benachbarten
vier oder fünf Magnetpole
derselben Gruppe wirksam vermieden, deren Regelfunktion in jedem
Fall das Ausfallverhalten der defekten Magnetpole übersteigt.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand der in unterschiedlichen Maßstäben gehaltenen
Zeichnungen an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
einen Teilschnitt durch ein übliches
Magnetschwebefahrzeug im Bereich eines mit einem Langstator versehenen
Fahrwegs;
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2 und 3 in
perspektivischen Darstellungen einen Modul mit zwei Magnetanordnungen
des Magnetschwebefahrzeugs nach 1 von vorn
bzw. von hinten;
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4 schematisch
einen Regelkreis für
die Magnetanordnungen nach 2 und 3;
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5 eine
der 3 entsprechende Darstellung des Moduls, jedoch
nach Entfernung einer vorderen Verkleidung und mit Blick auf verschiedene, in
einem Magnetrücken
montierte Komponenten;
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6 eine
schematische Vorderansicht einer der Magnetanordnungen nach 5 mit
weiteren Einzelheiten;
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7 einen
Schnitt längs
der Linie VII-VII der 6;
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8 ein
schematisches Schaltbild für
die Magnetanordnung nach 6 bei erfindungsgemäßer Einzelansteuerung
ihrer Magnetpole;
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9 einen
der 1 ähnlichen,
jedoch vergrößerten Teilschnitt
zur Darstellung einer berührungslosen
Energieübertragung
vom Fahrweg auf das Magnetschwebefahr zeug;
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10 die
Vorderansicht einer Magnetanordnung mit einer Empfängerspule
für die
berührungslose
Energieübertragung,
von der Seite eines Trägers
des Fahrwegs her gesehen;
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11 einen
Schnitt längs
der Linie XI-XI der 10;
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12 eine
perspektivische Vorderansicht der Magnetanordnung nach 10;
und
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13 eine
vergrößerte Einzelheit
X der 11.
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1 zeigt
schematisch einen Querschnitt durch ein Magnetschwebefahrzeug 1,
das in üblicher Weise
auf einem in Längsrichtung
einer Trasse verlaufenden Fahrweg fahrbar montiert ist, der aus
Stahl und/oder Beton hergestellte Träger 2 und auf diesen montierte
Fahrwegplatten 3 enthält.
Der Antrieb des Magnetschwebefahrzeugs 1 erfolgt mittels
eines Langstatormotors, der unterhalb der Fahrwegplatte 3 befestigte,
in deren Längsrichtung
aufeinander folgende Statorpakete 4 aufweist. Die Statorpakete 4 weisen
abwechselnd aufeinander folgende, nicht dargestellte Zähne und
Nuten auf, in die Wicklungen eingelegt sind, die mit Drehstrom variabler
Amplitude und Frequenz gespeist werden. Das eigentliche Erregerfeld
des Langstatormotors wird durch wenigstens eine erste, als Tragmagnet 5 wirkende
Magnetanordnung erzeugt, die mit wenigstens einem seitlichen Gestellbügel 6 am
Magnetschwebefahrzeug 1 befestigt ist und den in 1 nach
unten offenen Nuten der Statorpakete 4 zugewandte Magnetpole
aufweist. Der Tragmagnet 5 stellt nicht nur das Erregerfeld
bereit, sondern erfüllt
auch die Funktion des Tragens und Schwebens, indem er beim Betrieb
des Magnetschwebefahrzeugs 1 einen vorgegebenen Spalt 7 von
z. B. 10 mm zwischen dem Tragmagenten 5 und den Statorpaketen 4 aufrecht
erhält.
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Zur
Spurführung
des Magnetschwebefahrzeugs 1 weist die Fahrwegplatte 3 seitlich
angebrachte Führschienen 8 auf,
denen ebenfalls an den Gestellbügeln 6 montierte Führmagnete 9 gegenüberstehen,
die beim Betrieb dazu dienen, zwischen sich und der Führschiene 8 einen
dem Spalt 7 entsprechenden Spalt 7a aufrechtzuerhalten.
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Gemäß 2 und 3 bilden
der in 1 gezeigte Tragmagnet 5 und der Führmagnet 9 jeweils ein
an den Gestellbügeln 6 befestigtes
Modul mit je einer Magnetanordnung 10 bzw. 10a für die Funktionen "Tragen" bzw. "Führen". Es ist jedoch klar, daß am Magnetschwebefahrzeug 1 seitlich
nebeneinander und in Fahrtrichtung hintereinander in der Regel eine
Vielzahl derartiger Module angebracht sein kann.
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Die
Magnetanordnung 10 für
die Funktion "Tragen" enthält zwölf hintereinander
angeordnete Magnetpole , deren elektrisch in Reihe geschaltete Wicklungen 12 und
Kerne 14, die in 2 für einen der
Magnetpole 11a schematisch angedeutet sind, normalerweise
rundum von einem Korrosionsschutz in Form einer Gießharzschicht
od. dgl. umgeben sind. Die Kerne 14 der einzelnen Magnetpole 11 sind untereinander
durch nicht gezeigte Polrücken
miteinander und mittels ebenfalls nicht dargestellter Polwangen
und diese durchragender Stäbe
an einem nachfolgend kurz als Magnetrücken bezeichneten Magnetrückenkasten 15 der
Magnetanordnung 10 befestigt. An diesem Magnetrücken 15 greifen über Primärfedern
die Gestellbügel 6 an,
die mit einem biegesteifen, Längs-
und Querverbinder aufweisenden Untergestell bzw. Schweberahmen 16 verbunden
sind, auf dem ein mit einer Fahrgastzelle versehener Wagenkasten 17 des
Magnetschwebefahrzeugs 1 (1) abgestützt ist.
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Magnetschwebefahrzeuge
1 und
deren Magnetanordnungen sind dem Fachmann z. B. aus den Druckschriften
US-PS 4,698,895,
DE
39 28 278 A1 ,
DE
39 28 278 A1 und PCT WO 97/30 50 4 A1 allgemein bekannt,
die hiermit der Einfachheit halber durch Referenz zum Gegenstand
der vorliegenden Offenbarung gemacht werden.
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Zur
Regelung der Wicklungen 12 der Magnetpole 11 derart,
daß der
Spalt 7 bei der Fahrt des Magnetschwebefahrzeugs 1 konstant
bleibt, dient ein Regelkreis 18 nach 4.
Dieser enthält
wenigstens einen, vorzugsweise mehrere Spaltsensoren 19 (vgl. auch 2),
die an dieselbe Ebene wie die Magnetpole 11 grenzen, mit
indukti ven oder kapazitiven Mitteln die aktuelle Größe des Spalts 7 messen
und als Istwertgeber für
den Regelkreis 18 dienen. Die vom Spaltsensor 19 abgegebenen
elektrischen Signale werden einem Regler 20 zugeführt und
in diesem mit einem über
eine Leitung 21 fest vorgegebenen oder adaptierten Sollwert
verglichen. Der Regler 20 ermittelt daraus ein Differenz-
bzw. Stellsignal für
ein Stellglied 22, das seinerseits den Strom durch die
Wicklungen 12 so steuert, daß der Spalt 7 eine
im wesentlichen konstante Größe hat und
während
der Fahrt beibehält.
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Zur
Versorgung des Regelkreises 18 mit der erforderlichen Betriebsspannung
dient in 4 eine Energieversorgungseinheit,
die in wenigstens einem Magnetpol (z. B. 11a in 2)
angebrachte Wicklungen 23 eines Lineargenerators enthält, die
im Zusammenwirken mit dem Langstator eine von der Geschwindigkeit
des Magnetschwebefahrzeugs 1 abhängige Wechselspannung von z.
B. bis 300 V liefern. Diese Spannung wird in einem z. B. einen Hochsetzsteller
aufweisenden Spannungswandler 24 in eine für den Betrieb
vorgesehene Gleichspannung von z. B. 440 V umgewandelt, die einerseits
mittels einer Leitung 25 an den Regler 20 und
das Stellglied 22 gelegt, andererseits über eine Leitung 26 an
das Bordnetz des Magnetschwebefahrzeugs 1 weitergeleitet
wird.
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Während der
Regler 20, das Stellglied 22 und der Spannungswandler 24 bisher
irgendwo, vorzugsweise im Boden des Wagenkastens 17 untergebracht
sind, was umfangreiche, durch das Bezugszeichen 27 in 3 angedeutete
Verkabelungen erforderlich macht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen,
diese Komponenten sämtlich
im Magnetrücken 15 der
Magnetanordnung 10 unterzubringen. Dies ergibt sich insbesondere
aus 5, die eine Ansicht des Magnetrückens 15 nach
Entfernung einer zum Fahrweg 3 hin gerichteten Verkleidung 28 (2) zeigt.
Mit dem Bezugszeichen 29 sind beispielhaft Öffnungen
im Magnetrücken 15 angedeutet,
die zur Aufnahme von Einschüben 30 dienen,
die den Regelkreis 18 und dessen Komponenten 20 bis 22 sowie die
Spannungswandler 24 der Energieversorgungseinheit aufnehmen.
Zweckmäßig sind
die Einschübe so
gestaltet, daß nach
ihrer Montage ohne weitere Zusatzarbeiten die richtigen Kontaktierungen
hergestellt, d. h. die Öffnungen 29 und Einschübe 30 mit zusammenwirkenden
Steck- und Einschubmitteln od. dgl. versehen sind.
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Die
Unterbringung des Regelkreises 18 und des Spannungswandlers 24 im
Magnetrücken 15 ist ohne
Probleme möglich,
weil der Magnetrücken 15 bei
bekannten Magnetanordnungen 10 im wesentlichen aus einem
Hohlkörper
mit U-Profil besteht, so daß er
ausreichend Platz bietet. Dadurch gelingt es, auf die Verkabelung 27 weitgehend
zu verzichten, da praktisch nur noch die zum Bordnetz führende Leitung 26 sowie
etwa benötigte
Leitungen für
Steuerungs- und Diagnoseaufgaben aus dem Magnetrücken 15 herausgeführt werden
brauchen. Alle übrigen
Leitungen können
im Magnetrücken 15 verlaufen und
von dort auf kürzestem
Weg zu den Spaltsensoren 19 sowie den Wicklungen 12 und 23 geführt werden.
Daraus folgt, daß die
gesamte Magnetanordnung 10 einschließlich der Magnetpole 11,
des Regelkreises 18, der Energieversorgungseinheit 23, 24 und
der Verkabelung eine autonome, mechatronische Baueinheit bildet,
in die alle für
die Schwebefähigkeit
erforderlichen Funktionalitäten
integriert sind. Bei Bedarf können
zusätzlich
Pufferbatterien im Magnetrücken 15 untergebracht
sein, die beim Stillstand oder bei zu langsamer Fahrt des Magnetschwebefahrzeugs 1 die
erforderliche Energie liefern.
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Das
in 2 gezeigte Modul weist außer der Magnetanordnung 10 für die Funktion "Tragen" eine weitere Magnetanordnung 10a mit
Magnetpolen 32 für
die Funktion "Führen" auf. Die Magnetanordnung 10a ist
ebenfalls in der Nähe
des Magnetrückens 15a (3)
vorgesehen und zweckmäßig innerhalb
desselben Rastermaßes
von z. B. 3096 mm untergebracht, das auch für die Magnetanordnung 10 gilt. Den
Magnetenpolen 32 sind analog zu den Spaltsensoren 19 ausgebildete
weitere Spaltsensoren 19a zugeordnet, die mit weiteren,
nicht dargestellten und wie die Regelkreise 18 ausgebildeten
Regelkreisen verbunden sind, die dem Zweck dienen, den Spalt 7a zwischen
den Magnetpolen 32 und der Seitenführschiene 8 (1)
konstant zu halten. Für
die weiteren Regelkreise gilt im wesentlichen dasselbe, wie oben
anhand der Regelkreise 18 beschrieben wurde. Die Energieversorgung
dieser Regelkreise erfolgt dabei zweckmäßig mit Hilfe der Energieversorgungseinheiten 23 und 24,
da die Führ magnete
normalerweise keine Wicklungen von Lineargeneratoren aufweisen.
Anders als bei der Magnetanordnung 10 sind bei der Magnetanordnung 10a nur
drei Magnetpole 32 vorhanden, die durch zwei Reihen von
je drei Wicklungen gebildet werden.
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Die
für die
Funktion "Tragen" bestimmte Magnetanordnung 10 besitzt
zwölf Magnetpole 11,
die in zwei Gruppen von je sechs unmittelbar nebeneinander liegenden
Magnetpolen eingeteilt sind. Dabei wird jede dieser Gruppen durch
je einen Regelkreis 18 geregelt und zweckmäßig auch
durch je eine der Gruppe einzeln zugeordnete Energieversorgungseinheit 23, 24 mit
Strom versorgt. Dadurch wird einerseits der Vorteil erzielt, daß beim Ausfall
einer Gruppe die jeweils andere Gruppe weiter arbeitet. Andererseits
wird der zugehörige
Schweberahmen 16 mit seinen biegesteifen Längs- und
Querverbindern beim Ausfall einer Gruppe durch eine zugeordnete
Gruppe einer benachbarten Magnetanordnung, die dann vorzugsweise
mit einem entsprechend höheren
Strom beaufschlagt wird, in seiner Lage gehalten, ohne daß das Magnetschwebefahrzeug 1 auf
eine Gleitschiene abgesetzt wird oder die Magnetanordnung 10 an
den Langstator anschlägt.
Allerdings ergeben sich dadurch die beiden folgenden Nachteile.
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Ein
erster Nachteil der gruppenweisen Zusammenfassung von je sechs Magnetpolen 11 besteht
darin, daß in
ihren Wicklungen 12 vergleichsweise hohe Spannungen auftreten
können.
Diese werden vor allem durch kapazitive Spannungsüberhöhungen verursacht,
die sich aufgrund der Herstellung der Wicklungen der Magnetpole 11 aus
Leitungsbändern
und die dadurch erzeugten, parasitären Kapazitäten ergeben. Die aus den Induktivitäten der
Wicklungen und den parasitären
Kapazitäten
gebildeten elektrischen Schwingkreise führen bei der Anregung der Magnetanordnung 10 zu
Resonanzschwingungen, die so hohe Spannungen und Ströme zur Folge
haben können,
daß Isolationsschäden auftreten.
Ein weiterer Nachteil ist, daß die
Regelkreise 18 mit besonderen Sicherheitseinrichtungen
versehen werden müssen,
die beim fehlerhaften Arbeiten eines Stellgliedes 22 (4)
verhindern, daß die
zugeordnete Gruppe von Magnetpolen 11 an den Langstator
anschlägt.
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Erfindungsgemäß wird zur
Vermeidung dieser Nachteile vorgeschlagen, daß jede Gruppe nur einen Magnetpol 11 oder
höchstens
zwei Magnetpole 11 enthält.
Eine derartige Aufteilung der Magnetpole 11 ist in 6 bis 8 dargestellt.
Die Magnetanordnung 10 enthält hier zwölf Magnetpole 11a bis 11l mit
Wicklungen 12, nur teilweise dargestellten Spaltsensoren 19 sowie
den Wicklungen 23 des Lineargenerators. Außerdem sind
wie in 2 der Magnetrücken 15 und
Einschübe 30 angedeutet,
die die Regelkreise 18 und Energieversorgungseinheiten enthalten,
wobei allerdings die in den Einschüben 30 enthaltenen
Komponenten zum besseren Verständnis
in 8 unterhalb des Magnetrückens 15 dargestellt
sind. Mit dem Bezugszeichen 34 sind Ausnehmungen angedeutet,
in die die Enden der Gestellbügel 6 nach 1 und 2 eintreten.
Weiter zeigt 6 die in 2 nicht
sichtbaren Polrücken 35,
die die Kerne 14 der Magnetpole 11 miteinander
verbinden. Schließlich
zeigen 6 und 8, daß je sechs Magnetpole 11a bis 11f bzw. 11g bis 11l je
einen Halbmagneten A bzw. B bilden, die in bekannter Weise mechanisch
mit dem Schweberahmen 16 für den Wagenkasten 17 (1)
des Magnetschwebefahrzeugs 1 gekoppelt sind.
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Elektrisch
werden die Magnetpole 11, wie 8 zeigt,
jeweils einzeln und unabhängig
voneinander gesteuert. Dazu ist im Halbmagneten A jedem Magnetpol 11a bis 11f je
eine Magnetpoleinheit 36a bis 36f zugeordnet,
die je einen zugehörigen
Regelkreis 18 und einen zugehörigen, mit einem Hochsetzsteller
od. dgl. versehenen Spannungswandler 24 gemäß der obigen
Beschreibung enthält.
Ferner ist jede Magnetpol-Wicklung 12 (z. B. speziell eine Wicklung 12d des
Magnetpols 11d) über
Leitungen 37 mit einer zugehörigen Magneteinheit (z. B.
speziell der Magnetpoleinheit 36d) und dem in ihr enthaltenen
Regelkreis 18 und jede Lineargenerator-Wicklung 23 (z.
B. speziell eine Wicklung 23d des Magnetpols 11d) über Leitungen 38 mit
der zugehörigen
Magnetpoleinheit 36d und dem in ihr enthaltenen Spannungwandler 24 gemäß 4 verbunden.
Für alle anderen
Magnetpole 11 gilt sinngemäß dasselbe. Außerdem sind
die vorhandenen Spaltsensoren 19 über Leitungen 39 mit
allen Magnetpoleinheiten 36 verbunden, deren Regelkreisen 18 die
jeweiligen Istwerte des Spalts 7 zu übermitteln. Der andere Halbmagnet
B ist entsprechend ausgebildet.
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Aufgrund
der beschriebenen Anordnung enthält
jeder Halbmagnet A, B je sechs Magnetpole 11 mit je einer
zugeordneten Magnetpoleinheit 36. Wird daher ein Magnetpol 11 oder
die zugehörige
Magnetpoleinheit 36 defekt, besteht keine Gefahr, daß die Magnetpolanordnung 10 oder
ein Halbmagnet A, B insgesamt ausfällt, da die Nachbar-Magnetpole
der defekten Einheit ohne weiteres deren Funktion mit übernehmen
können.
Daher ist es weder erforderlich, die Regelkreise 18 mit
besonderen Sicherungseinrichtungen gegen Fehlsteuerungen der Stellglieder 22 zu
versehen, noch treten die schädlichen,
kapazitiven Spannungsüberhöhungen auf.
Entsprechende Vorteile ergeben sich, wenn die Magnetpole 11 nicht einzeln,
sondern paarweise angesteuert werden. Besonders vorteilhaft ist
es, daß beim
Ausfall irgendeiner Komponente immer nur einer oder höchstens zwei
Magnetpole 11, aber nicht sechs oder zwölf Magnetpole 11 eines
Halbmagneten oder der ganzen Magnetanordnung 10 ausfallen.
Außerdem
wird das Spannungsniveau erniedrigt, wodurch die für das Bordnetz
vorgesehene Spannung reduziert werden kann.
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Im übrigen zeigt 8 noch
eine Besonderheit im Hinblick auf die Magnetpole 11a und 111,
die den Anfang bzw. das Ende der Magnetanordnung 10 bilden.
Da diese Magnetpole 11a, 11l als halbe Pole ausgebildet
sind, so daß kein
Platz für
die Anbringung einer Lineargenerator-Wicklung 23 vorhanden ist,
wird die zugehörige
Magnetpoleinheit 36a bzw. 36l zweckmäßig vom
Bordnetz aus mit Strom versorgt, wie in 8 durch
eine Leitung 40 angedeutet ist.
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Entsprechend
kann im Hinblick auf die Steuerung der Magnetpole 32 des
Führmagneten
vorgegangen werden.
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Die
Erzeugung der Bordenergie mit Hilfe von Lineargeneratoren funktioniert
nur in Fahrwegabschnitten, in denen die Geschwindigkeit des Magnetschwebefahrzeugs 1 eine
bestimmte Mindestgröße erreicht.
In anderen Fahrwegabschnitten erfolgt die Energieerzeugung daher
mit Hilfe von am Fahrweg verlegten Stromschienen, denen mechanische oder
mechanisch-pneumatische Stromabnehmer 41 (8)
zugeordnet sind. Die Stromabnehmer 41 sind zusätzlich zu
den Wicklungen 23 vorhandene Bestandteile der Energieversorgungseinheit
insgesamt und werden entsprechend 8 bei Einzelpolansteuerung
mit jeder einzelnen Magnetpoleinheit 36 verbunden. Außerdem führt der
Ausgang des Stromabnehmers 41 über einen geeigneten, z. B.
einen Hochsetzsteller enthaltenden Spannungswandler 42 zur
Leitung 40. Wie 2 und 5 zeigen,
ist der Stromabnehmer 41 z. B. in dem mit der Verkleidung 28 aerodynamisch
abgedeckten Magnetrücken 15 und
damit wie die Wicklungen 23 des Lineargenerators in die
autonome Baueinheit der Magnetpolanordnung 10 integriert.
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Da
Stromschienen und mechanische Stromabnehmer 41 wegen der
Verschleißneigung
insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten nicht immer erwünscht sind,
ist nach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung vorgesehen,
die Energieübertragung
vom Fahrweg 3 auf das Magnetschwebefahrzeug 1 auf
eine andere Weise berührungslos
und vorzugsweise induktiv zu bewirken. Dies ist insbesondere in 9 gezeigt,
die einen im wesentlichen der 1 entsprechenden,
jedoch vergrößerten schematischen
Schnitt zeigt.
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Nach 9 ist
an einer Stelle des Fahrwegs, an der bisher die Stromschiene für den Stromabnehmer 41 (8)
angeordnet ist, ein als Sendespule ausgebildeter Primärleiter 44 vorgesehen,
der vorzugsweise je einen hin- und herlaufenden Leitungsabschnitt 44a, 44b enthält und sich
zweckmäßig über die
gesamte Länge
des Fahrwegs 2, 3 erstreckt. Die beiden Leitungsabschnitte 44a, 44b sind
z. B. mittels einer aus einem Isolator bestehenden Halterung 45 am
Träger 2 befestigt.
Der Primärleiter 44 liegt
außerdem
an einer nur schematisch dargestellten, vorzugsweise hochfrequenten
Spannungsquelle 46 von z. B. 300 V.
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Am
Magnetschwebefahrzeug 1 ist anstelle des Stromabnehmers 41 eine
Empfängerspule 47 montiert.
Diese ist vorzugsweise so ausgebildet, daß sie den Primärleiter 44 nicht
umgreift, sondern diesem mit einem geringen Abstand gegenübersteht. Dadurch
ist es möglich,
die Empfängerspule 47 wie die übrigen beschriebenen
Komponenten der Regelkreise 18 und der Energieversorgungseinheiten
erfindungsgemäß im Magnetrücken 15 unterzubringen und
mit der aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Verkleidung 28 abzudecken.
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Nach
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Halterung 45 in der Weise klappbar ausgebildet,
daß der
Primärleiter 44 nach
oben oder unten schwenkbar am Träger 2 montiert
ist und abschnittsweise weggeschwenkt werden kann. Es kann dann
vermieden werden, daß der
Primärleiter 44 bei
Arbeiten, bei denen er im Weg ist, völlig demontiert werden muß.
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10 bis 13 zeigen
in einer der 5 ähnlichen Darstellung die Ausbildung
der Empfängerspule 47,
die aus Gründen
der Redundanz zweckmäßig zwei
Hälften 47a und 47b aufweist,
die je einem der oben beschriebenen Halbmagneten A, B zugeordnet
sind und daher im Ausführungsbeispiel
eine Länge
von je ca. 1500 mm aufweisen. Dabei besteht jede in 10 und 12 mit
einer dicken Linie dargestellte Hälfte 47a, 47b vorzugsweise
aus einer Mehrzahl von parallelen Leitern 47c (13),
die so relativ zum Primärleiter 44 angeordnet
sind, daß sie von
den von diesem bzw. den Leitungsabschnitten 44a, 44b erzeugten,
konzentrischen magnetischen Feldlinien durchdrungen und an ihren
nicht dargestellten Anschlußenden
die vom Primärleiter 44 gelieferte
Spannung von ca. 300 V ausgekoppelt werden kann. Die beiden Anschlußenden können daher analog
zu 8 mit den Magnetpoleinheiten 36 bzw. dem
Spannungswandler 42 verbunden werden. Dabei ist klar, daß zweckmäßig an beiden
Seiten des Trägers 2 entsprechende
Primärleiter 44 verlegt
werden, wenn die Magnetschwebefahrzeuge 1 an beiden Längsseiten
mit Magnetanordnungen 10, 10a versehen sind.
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Die
Empfängerspule 47 wird
vorzugsweise als vorgefertigte Baugruppe gemeinsam mit den notwendigen
Kontaktierungselementen, z. B. Steckverbindern, hergestellt und
am Magnetrücken 15 oder der
Verkleidung 28 so montiert, daß sie ein Teil der von der
Magnetanordnung 10 gebildeten autonomen Baueinheit bildet.
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Ein
wesentlicher Vorteil der berührungslosen Energieübertragung
besteht darin, daß sie
verschleißarm
arbeitet und die ausgekoppelte Energie wie bei Anwendung einer Stromschiene
von der Fahrtgeschwindigkeit unabhängig ist. Außerdem ergibt
sich vielfache Redundanz, da pro Magnetanordnung 10 je
zwei Spulenhälften 46a, 46b vorhanden sind.
Weiter können
die Wicklungen 23 des Lineargenerators und bei entsprechender
Auslegung sogar die Hochsetzsteller und Bordbatterien entfallen.
Eine etwaige Notstromversorgung könnte dann mit einfachen, auf
der Fahrwegseite angeordneten Bleibatterien sichergestellt werden.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die
auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Dies gilt insbesondere
für die
Zahl der pro Magnetschwebefahrzeug insgesamt vorhandenen Magnetanordnungen 10, 10a und
den Aufbau von Modulen aus den Magnetanordnungen 10, 10a zu
Tragmagneten, Führmagneten
oder Kombinationen von Trag- und Führmagneten. Weiter kann die
Zahl der Magnetpole 11, 32 pro Trag- oder Führmagnet
anders als beschrieben gewählt
werden. Schließlich
versteht sich, daß die verschiedenen
Merkmale auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen
Kombinationen angewendet werden können.